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离子液体是一类新型的有机盐,具有极低的蒸汽压,良好的热稳定性和电化学稳定性,且其分子结构具有良好的可设计性。离子液体复杂体系相行为与分子间相互作用研究具有重要的理论和实际意义。本论文在此方面开展了一系列研究,主要内容和创新点如下:
1.对疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])+水+醇组成的三元系和相关二元系的相行为进行了研究。结果表明,[Bmim][PF6]与水、乙醇、异丙醇、正丙醇部分互溶,但[Bmim][PF6]+水+乙醇和[Bmim][PF6]+水+异丙醇三元体系存在互溶区,[Bmim][PF6]与适当组成的水+醇溶液可以完全互溶。溶剂化探针实验研究表明,水和醇分子之间的协同作用促进了离子液体的溶解。
2.用多种方法研究了一系列室温离子液体及其二元混合物的物化性质随结构和组成的变化规律。对于所研究的二元体系,两种离子液体混合后,其过剩摩尔体积很小,过剩Walden系数主要受阴离子影响。溶剂化探针实验研究表明,离子液体体系中氢键作用对离子液体混合后的性质影响很大。电导率研究表明,两种离子液体混合后,阴阳离子间缔合作用的变化不仅取决于体系中离子液体的种类,而且取决于混合物的组成,结合VTF方程分析了体系中阴阳离子间的缔合规律。
3.采用Mannich方法合成了有机膦酸锡(SnBPMA)和有机膦酸锆(ZrBPMA),以其为催化剂,采用1-乙基-3-甲基咪唑溴([Emim]Br)为介质,研究了果糖、葡萄糖、菊糖、蔗糖等碳水化合物脱水制备5-羟甲基糠醛(HMF)的反应。离子液体作为溶剂不仅可以吸收反应过程中产生的水,而且可以通过与糖分子中的羟基形成氢键而促进反应的进行,这说明离子液体在反应过程中具有溶剂和助催化剂的双重作用。